Nghiên cứu điều kiện lên men sinh tổng hợp mannitol bởi chủng Lactobacillus fermentum HF08

Mannitol là một đường rượu có mạch cấu trúc gồm 6 carbon có giá trị cho sức khỏe con người (năng lượng thấp, giảm chỉ số đường huyết, kiểm soát hàm lượng insulin, chống sâu răng và mang đặc tính prebiotic). Mannitol có đặc điểm không hút ẩm nên được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu điều kiện lên men sinh tổng hợp mannitol bởi chủng Lactobacillus fermentum HF08Tạp chí Công nghệ Sinh học 16(1): 173-179, 2018NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN LÊN MEN SINH TỔNG HỢP MANNITOL BỞI CHỦNGLACTOBACILLUS FERMENTUM HF08Đỗ Trọng Hưng*, Lê Đức Mạnh, Nguyễn La Anh, Vũ Thị Thuận, Nguyễn Thùy Linh, Lương Thị NhưHoa, Nguyễn Hoàng PhiViện Công nghiệp Thực phẩm (FIRI)* Người chịu trách nhiệm liên lạc. E-mail: hungvtp@gmail.com Ngày nhận bài: 26.01.2018 Ngày nhận đăng: 24.3.2018 TÓM TẮT Mannitol là một đường rượu có mạch cấu trúc gồm 6 carbon có giá trị cho sức khỏe con người (năng lượng thấp, giảm chỉ số đường huyết, kiểm soát hàm lượng insulin, chống sâu răng và mang đặc tính prebiotic). Mannitol có đặc điểm không hút ẩm nên được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm. Trong công nghiệp thực phẩm, do có vị ngọt, mannitol được sử dụng như một chất đường thay thế. Mannitol không bị hấp thụ nên không làm tăng hàm lượng insulin trong máu, do đó nó được ứng dụng trong các thực phẩm cho người bị bệnh tiểu đường. Mannitol được sản xuất bằng các phương pháp hóa học, enzyme và lên men, trong đó công nghệ lên men sản xuất mannitol có ưu việt hơn, không đòi hỏi nguyên liệu có độ tinh sạch cao, dễ triển khai sản xuất ở qui mô công nghiệp. Có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng lên men sinh tổng hợp mannitol, trong đó nhóm vi khuẩn lactic lên men chuyển hóa fructose thành mannitol bằng mannitol dehydrogenase với hàm lượng mannitol sinh ra cao và không có sản phẩm phụ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu một số điều kiện thích hợp sinh tổng hợp mannitol bởi chủng Lactobacillus fermentum HF08. Hàm lượng mannitol đạt 93,1-93,2 g/l sau 48 giờ lên men trong môi trường SP bao gồm các thành phần (g/L): pepton 7,0; glucose/fructose = 50/100; cao nấm men 2,0; K2HPO4 2,0; MgSO4.5H2O 0,2; MnSO4 0,01. Nhiệt độ lên men 35-37oC, pH lên men 5,0-5,5. Từ khóa: Lactobacillus fermentum HF08, mannitol, đường rượu, polyolsMỞ ĐẦU có khả năng sinh tổng hợp mannitol, trong đó vi khuẩn lactic dị hình là đối tượng thích hợp nhất trong Mannitol thuộc nhóm polyol, còn được gọi là sản xuất các đường mannitol bằng cơ chế oxi hoásugar alcohol, chúng được sử dụng như một chất khử chuyển hóa fructose thành mannitol dưới táctạo ngọt thay thế trong chế biến thực phẩm, dược dụng mannitol dehydrogenase (MDH) cùng cofactorphẩm. Một tính chất quan trọng của mannitol khác NAD(P)H. Quá trình lên men sinh tổng hợpvới các polyol khác là có khả năng hút ẩm kém ngay mannitol chịu ảnh hưởng nhiều của các yếu tố nhưcả khi trong điều kiện độ ẩm không khí cao, do vậy cơ chất carbon, nguồn nitrogen, nhiệt độ, pH bởikéo dài thời gian sử dụng sản phẩm thực phẩm, những yếu tố này ngoài tác động đến sự sinh trưởngchống lại các điều kiện bảo quản khắc nghiệt như khí của vi sinh vật và tạo điều kiện thích hợp cho hoạthậu nóng và ẩm như ở Miền Bắc nước ta hoặc không động của enzyme MDH chuyển hóa tạo mannitolđược bao gói kĩ càng. Ngoài ra mannitol cũng mang (Ortiz et al., 2013; Yue et al., 2013; Rodríguez et al.,đặc tính của prebiotic nên cũng mang một số tính 2012; Monedero et al., 2010).chất chức năng sinh học như các đường chức năng Saha, Nakamura (2003) đã đưa ra một số chủngkhác (Patra, 2009; Saha, 2003; Saha, Racine, 2011). vi khuẩn lactic dị hình thuộc các chi Lactobacillus và Mannitol được sản xuất bằng các phương pháp Leuconostoc có khả năng lên men chuyển hóa tạohóa học, enzyme và lên men, trong đó công nghệ lên mannitol từ fructose, trong đó có chủng Lactobacillusmen sinh tổng hợp mannitol có ưu việt hơn, tạo ra intermedius NRRL B-3693, L. fermentum NRRL B-sản phẩm có độ tinh khiết cao, dễ triển khai sản xuất 1915. Von Weymarn et al. (2002b) cũng tiến hành lênở qui mô công nghiệp. Có rất nhiều nhóm vi sinh vật men sinh mannitol bởi chủng L. fermentum NRRL B- 173 Đỗ Trọng Hưng et al.1932 trên môi trường MRS, 35oC cho hiệu suất thức tính:chuyển hoá fructose thành mannitol đạt 94%. Ở Việt Mi (CFU/ml) =Ai x Di/VNam, việc nghiên cứu công nghệ sản xuất mannitolbằng phương pháp lên men vi sinh vật chưa được Trong đó A i là số khuẩn lạc trung bình tr ...